فهم خصائص واستخدامات الغاليوم في دقيقة واحدة

خصائص الغاليوم المعدنية: رمز العنصر Ga، العدد الذري 31، هو معدن IIIA المجموعة. تبلغ الكثافة 5.904 جم/سم³، ونقطة الانصهار 29.76 درجة مئوية (302.91 ك، 85.57 درجة فهرنهايت)، ونقطة الغليان 2204 درجة مئوية (2477 درجة فهرنهايت، 3999 درجة فهرنهايت). الغاليوم الصلب هو الأزرق والرمادي، والغاليوم السائل هو الفضة والأبيض. الغاليوم صلب وهش في درجة حرارة منخفضة ، ولكنه يذوب عندما يتجاوز درجة حرارة الغرفة ، قابل للذوبان في الحمض والقلويات ، قابل للذوبان قليلا في الزئبق ، وتآكل شديد. الغاليوم مستقر نسبيا في الهواء الجاف، وسوف يتشكل فيلم أكسيد على السطح لمنع استمرار الأكسدة، وسوف تفقد بريقها في الهواء الرطب. نقطة التجمد من الغاليوم منخفضة جدا. عندما يتم تحويلها من السائل إلى الصلبة، ومعدل التوسع هو 3.1٪. الغاليوم يمكن التسلل الزجاج، لذلك لا ينبغي تخزينها في حاويات زجاجية، ولكن في حاويات بلاستيكية.

حالة حدوث الغاليوم: محتوى الغاليوم في قشرة الأرض هو 0.0015٪. وتوزيع الغاليوم في الطبيعة مبعثر نسبيا، ومعظمه موجود في المعادن المرتبطة به، ولا سيما في البوكسيت، وكمية صغيرة من القصدير والتنغستن والرصاص - الزنك.

استخدام الغاليوم: في الوقت الحاضر، تشمل مجالات استهلاك الغاليوم المعدني في بلدي أشباه الموصلات والمواد الإلكترونية البصرية، والخلايا الشمسية، والسبائك، والمعدات الطبية، والمواد المغناطيسية، وما إلى ذلك. ومن بينها، أصبحت صناعة أشباه الموصلات أكبر مجال استهلاكي للغاليوم، حيث تمثل حوالي 80٪ من إجمالي الاستهلاك. ومع التطور السريع لصناعة تطبيقات الغاليوم في المصب، وخاصة صناعة أشباه الموصلات وصناعة الخلايا الشمسية، فإن الطلب على الغاليوم المعدني سينمو أيضا باطراد في المستقبل.

1.1 مواد أشباه الموصلات

الغاليوم هو معدن نادر مع نقطة انصهار منخفضة ونقطة غليان عالية ، ويعرف باسم "العمود الفقري لصناعة الإلكترونيات". مركبات الغاليوم هي مواد أشباه الموصلات عالية الجودة وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات البصرية وصناعة الاتصالات بالميكروويف لتصنيع الاتصالات بالميكروويف وتكامل الميكروويف والبصريات تحت الحمراء وأجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء والدوائر المتكاملة والصمامات الثنائية الباعثة للضوء ، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، الضوء الأحمر والأخضر الذي نراه على أجهزة الكمبيوتر ينبعث من ثنائيات فوسفيد الغاليوم.

1.2 الخلايا الشمسية

ويستخدم الغاليوم في تصنيع الخلايا الشمسية، مثل الخلايا الشمسية من الغاليوم أرسينيد IIIV، التي لديها مقاومة جيدة للحرارة ومقاومة الإشعاع وغيرها من الخصائص، ومعدل تحويلها الكهروضوئي مرتفع جدا.

1.3 سبائك

الغاليوم والإنديوم والثاليوم والقصدير والبزموت والزنك، وما إلى ذلك يمكن أن تشكل سلسلة من سبائك ذوبان منخفضة بين 3 درجة مئوية و 65 درجة مئوية، والتي تستخدم لقياس درجة الحرارة والتحكم فيها، وبدائل الزئبق في الصكوك، ويدعم في عمليات الديكور، والطلاء المعدني. دوائر التبريد للطبقات والالكترونيات والصناعات النووية. على سبيل المثال، سبيكة الغاليوم التي تحتوي على 25٪ من الإنديوم هي سبيكة منخفضة نقطة انصهار تذوب عند 16 درجة مئوية ويمكن استخدامها في أجهزة إطفاء الحريق التلقائية. الغاليوم والنحاس والنيكل والقصدير والذهب، وما إلى ذلك يمكن أن تشكل تدفق الباردة، والتي هي مناسبة ليصعب لحام الجدران رقيقة على شكل خاص، لحام الباردة بين المعادن وبين السيراميك وحجب تجويف.

1.4 المجال الطبي

يمكن استخدام الغاليوم في التشخيص الطبي، مثل استخدام سترات الغاليوم (67Ga) لتشخيص سرطان الرئة والكبد. سبائك الغاليوم يمكن أيضا أن تطبق على الأجهزة الطبية والمواد الطبية، مثل استخدام سبائك الغاليوم كما مواد ملء الأسنان، وذلك باستخدام "سبائك الغاليوم إنديوم" لجعل موازين الحرارة، الخ.